Laporan KK Objek 3 [PDF]

Citation preview

Praktikum Kinetika dan Katalisis Tahun Akademik 2010/2011



LAJU KINETIKA PEMBAKARAN LILIN DENGAN METODA PERUBAHAN TINGGI BAYANGAN LILIN I. TUJUAN  Menentukan konstanta kecepatan reaksi lilin yang menyala yang mempunyai



orde nol dengan kecepatan mengukur



perubahan tinggi dan bayangan lilin. II. TEORI Kecepatan reaksi kimia pada tekanan dan temperature konstan dapat dinyatakan dengan ; Kecepatan = k.f (C1,C2, ….) Dimana ; k : konstanta kecepatan reaksi f (C1,C2, ….) : Fungsi konsentrasi reaktan atau produk. Jika orde reaksi adalah nol untuk masing masing reaktan atau produk (hal ini sangat jarang terjadi) maka fungsi (C 1,C2 ….) sama dengan satu.Dalam keadaan ini reaksi berlangsung dengan kecepatan konstan (kecepatan = k).Pada keadaan lain suatu reaksi dapat juga terjadi dengan kecepatan konstan (kecepatan = k ) yaitu bila fungsi (C1,C2, ….) adalah konstan tetapi tidak sama dengan satu.Hal ini dapat diperlihatkan oleh : a. Reaksi permukaan yang terjadi pada permukaan jenuh seperti penguraian ammonia pada suatu pusat aktif. b. Reaksi yang dikatalisis enzim yang kecepatannya sama dengan kecepatan reaksi maksimum c. Kecepatan reaksi yang konstan dalam suatu sistem dengan aliran konstan. 29 Laju Kinetika Pembakaran Lilin dengan Metoda Perubahan Tinggi Bayangan Lilin



Praktikum Kinetika dan Katalisis Tahun Akademik 2010/2011



Dalam percobaan ini adalah ditampilkan suatu percobaan sederhana yang kecepatan reaksinya berlangsung pada kondisi konstan,yaitu pembakaran lilin.Percobaan ini dalah percobaan sederhana dalam mengenal kinetika kimia dengan menitikberatkan pada pengumpulan data,perhitungan dan presentasi secara grafik. Sekali lilin dinyalakan,energi panas yang dilepaskan selama penyalaan lilin akan menyebabkan mencairnya bagian puncak dari lilin.Kelebihan lilin yang dicairkan dapat dilihat dibawah sumbu yang menyala.Sebelum terbakar,lilin yang cair naik keujung sumbu secara aksi kapiler.Kemudian terjadi penguapan dan pembakaran molekul lilin.Jadi massa dan tinggi lilin berkurang dengan bertambahnya waktu.Perubahan massa,tinggi dan penyusutan bayangan sumbu lilin dipelajari masing masignya dalam bagian percobaan yang terpisah. Dalam klasifikasi nyala secara modern,nyala lilin merupakan nyala difusi.Diantara banyak sifat sifat khusus dari nyala difusi yang paling menonjol adalah kecepatan pembakaran yang tidak dikontrol oleh reaksi kimia seperti halnya nyala yang dihasilkan dari campuran beberapa zat,akan tetapi dikontrol oleh kecepatan pergerakan bahan bakar dan pengoksidasian didaerah terjadinya reaksi.Kecepatan pembakaran lilin dapat dinyatakan dalam bentuk : Kecepatan = k (PO2)n (P lilin)m Dimana : P



; tekanan



m dan n ; orde reaksi oksigen dan uap lilin Pada perubahan tinggi lilin ,tinggi lilin h pada waktu t dapat diberikan dengan persamaan : ht = ho - kht dimana : ho ; tinggi lilin pada saat t = 0 30 Laju Kinetika Pembakaran Lilin dengan Metoda Perubahan Tinggi Bayangan Lilin



Praktikum Kinetika dan Katalisis Tahun Akademik 2010/2011



ht ; tinggi lilin pada saat t = t kh ; konstanta dan tinggi lilin yang dibakar setelah waktu t adalah : h = ho - ht = kht dari pengukuran bayangan lilin,panjang bayangan dapat dihubungkan terhadap waktu dengan persamaan : lt = lo - klt dimana : lo ; panjang bayangan pada saat t = 0 lt ; panjang bayangan pada saat = t kl ; konstanta dan penyusutan panjang bayangan adalah ;  l = lo - lt = klt Pengamatan memperlihatkan bahwa tinggi dan bayangan lilin berubah dengan waktu,pada kecepatan konstan dan secara tidak langsung menyatakan bahwa : a. Lilin bergerak kearah nyala dengan kecepatan konstan dan juga tekanan lilin konstan selama pembakaran lilin b. Oksigen berdifusi dengan kecepatan konstan kedalam nyala,PO2 konstan. c. Flux panas nyala lilin pada puncak lilin adalah konstan.



31 Laju Kinetika Pembakaran Lilin dengan Metoda Perubahan Tinggi Bayangan Lilin



Praktikum Kinetika dan Katalisis Tahun Akademik 2010/2011



III. PROSEDUR PERCOBAAN 3.1 Alat dan Bahan - Neraca tekhnis - Mistar - Kertas - Penggaris - Lampu sorot / gantung - Korek api - Lilin - Kertas bergaris 3.2 Cara kerja (A). Pengukuran perubahan tinggi lilin Perubahan tinggi lilin selama percobaan / proses pembakaran merupakan bagian kedua dari percobaan ini.Denganb menggunakan mistar,tinggi lilin rata rata dicatat setiap 5 menit – 10 menit.Untuk pengukuran tinggi,lilin harus dipadamkan terlebih dahulu.Catat tinggi lilin pada saat t =0,5,10 dan seterusnya. (B). Pengukuran perubahan bayangan lilin Percobaan ini ditujukan untuk penyusutan / pengurangan bayangan



lilin.Penyusutan



menempatkan



lilin



secara



bayangan tegak



diamati



lurus



diatas



dengan kertas



grafik.Garis garis atau jalur jalur pada kertas itu sejajar satu sama lain dan mempunyai jarak yang sama.Percobaan dilakuan ditempat gelap dibawah penerangan lampu gantung atau lampu sorot.Posisi kertas diatur sehingga bayangan lilin tegak lurus terhadap masing masing jalur kertas.Dalam hal ini diusahakan bayangan lilin sama dengan tingginya.Jadi dengan 32 Laju Kinetika Pembakaran Lilin dengan Metoda Perubahan Tinggi Bayangan Lilin



Praktikum Kinetika dan Katalisis Tahun Akademik 2010/2011



mengukur bayangan l,secara tidak langsung mengukur tinggi h.Tanpa memadamkan lilin ,panjang bayangan lilin dapat diukur pada setiap interval waktu.



3.3 Skema kerja (A). Pengukuran perubahan tinggi lilin Lilin Ukur tinggi lilin Nyalakan lilin Lili menyala Ukur tinggi lilin dengan interval waktu Catat tinggi lilin pada waktu tertentu (B). Pengukuran perubahan tinggi lilin Lilin Letakkan tegak sejajar kertas grafik Hidupkan lampu sorot Nyalakan lilin Lilin menyala Ukur bayangan lilin dengan interval waktu Catat bayangan lilin pada waktu tertentu



33 Laju Kinetika Pembakaran Lilin dengan Metoda Perubahan Tinggi Bayangan Lilin



Praktikum Kinetika dan Katalisis Tahun Akademik 2010/2011



IV. HASIL PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN 4.1. Data Hasil Percobaan Percobaan yang dilakukan kali ini adalah Penentuan Konstanta Kecepatan Reaksi Orde Nol Berdasarkan Perubahan Tinggi dan Bayangan Lilin. Setelah melakukan percobaan ini, diperoleh hasil sebagai berikut :



t (menit) 0



h (cm) 14,4



h (cm) 0



10



13,9



0,5



20



13,2



0,7



30



10,4



2,8



40



7,4



3,4



50



2,5



4,9



4.2. Pengolahan Data Setelah melakukan percobaan dan telah diperoleh data hasil percobaan, maka dapat dilakukan pengolahan data sebagai berikut : x



y



xy



x2



34 Laju Kinetika Pembakaran Lilin dengan Metoda Perubahan Tinggi Bayangan Lilin



Praktikum Kinetika dan Katalisis Tahun Akademik 2010/2011



0



0



0



0



10



0,5



5



100



20



0,7



14



400



30



2,8



84



900



40



3,4



136



1600



50 x = 150 Xrata-rata = 25



4,9 y = 12,3 Yrata-rata = 2,05



245 xy = 484



2500 x = 5500



B=



B=



2



n . xy) - (x .y) n . x2) - (x)2 (6 . 484) - (150 . 12,3) (6 . 5500) - (150)2



B = 0,100 yrata-rata = A + Bxrata-rata A = yrata-rata – Bxrata-rata = 2,05 – (0,100 . 25) = -0,47 Persamaan Regresi : y = -0,47 + 0,100 x



35 Laju Kinetika Pembakaran Lilin dengan Metoda Perubahan Tinggi Bayangan Lilin



Praktikum Kinetika dan Katalisis Tahun Akademik 2010/2011



Kurva Hubungan t vs h 6 5



h (cm)



4 3



Percobaan Regresi



2 1 0 0



20



40



60



-1 t (menit)



Penentuan Konstanta Kecepatan Reaksi  Percobaan k = tan 



y x



4,9 - 3,4 =



10



= 0,15



 Regresi k = tan 



y x



4,9 + 0,47 =



50



= 0,1074



36 Laju Kinetika Pembakaran Lilin dengan Metoda Perubahan Tinggi Bayangan Lilin



Praktikum Kinetika dan Katalisis Tahun Akademik 2010/2011



4.3. Pembahasan Pada percobaan ini, yaitu penentuan konstanta kecepatan reaksi orde nol berdasarkan perubahan tinggi dan bayangan lilin, kami melakukan satu percobaan untuk memenuhi kedua pengamatan tersebut. Percobaan dilakukan dengan membakar lilin dengan interval waktu yang telah ditentukan, yaitu 0, 10, 20, 30, 40, dan 50 menit. Pengamatan dilakukan atas perubahan tinggi lilin yang secara tidak langsung juga menunjukkan perubahan bayangan lilin. Dari data percobaan yang diperoleh, dapat terlihat bahwa perubahan tinggi dan bayangan lilin tidak konstan terhadap waktu, sehingga grafik percobaan yang diperoleh tidak sepenuhnya menyerupai garis lurus. Dalam literatur seharusnya untuk reaksi berorde nol didapatkan garis lurus pada grafik. Pada kurva regresi didapatkan nilai k = 0,15 dan pada percobaan diperoleh nilai k = 0,1074. Kurva percobaan yang diperoleh tidak begitu linear seperti kurva reaksi orde nol yang seharusnya. Kesalahan ini mungkin disebabkan oleh beberapa faktor, antara lain :  Sumbu dari lilin yang digunakan tidak terletak di tengah.  Api tidak rata dan nyala tidak konstan.  Kurang teliti dalam mengamati perubahan tinggi dan bayangan lilin.  Saat pengukuran kurang tepat.



37 Laju Kinetika Pembakaran Lilin dengan Metoda Perubahan Tinggi Bayangan Lilin



Praktikum Kinetika dan Katalisis Tahun Akademik 2010/2011



V. KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan Dari percobaan yang telah dilakukan, diperoleh kesimpulan antara lain :  Kecepatan reaksi orde nol dapat diamati dengan perubahan tinggi dan bayangan lilin.  Pada reaksi orde nol, perubahan tinggi dan bayangan lilin konstan terhadap waktu.  Kurva reaksi orde nol adalah garis lurus atau linear.  Nilai konstanta kecepatan reaksi regresi didapatkan sebesar 0,15, sedangkan untuk percobaan nilai k = 0,1074. 5.2. Saran Agar percobaan berikutnya memberikan hasil yang lebih baik, disarankan kepada praktikan agar :  Pahami prosedur percobaan dengan baik.  Teliti dalam mengamati perubahan tinggi dan bayangan lilin.  Usahakan menggunakan lilin yang bagus (sumbu di tengah dan homogen) dan nyala yang konstan.



38 Laju Kinetika Pembakaran Lilin dengan Metoda Perubahan Tinggi Bayangan Lilin



Praktikum Kinetika dan Katalisis Tahun Akademik 2010/2011



DAFTAR PUSTAKA Catatan Kuliah Kinetika dan Katalisis Tawarah, Khalid. 1987. Journal of Chemical Education. Tim Dosen Kinetika dan Katalisis. 2008. Penuntun Praktikum Kinetika dan Mekanisme Reaksi. Padang : UNAND www.google.com



39 Laju Kinetika Pembakaran Lilin dengan Metoda Perubahan Tinggi Bayangan Lilin



Praktikum Kinetika dan Katalisis Tahun Akademik 2010/2011



40 Laju Kinetika Pembakaran Lilin dengan Metoda Perubahan Tinggi Bayangan Lilin